JPH02193534A - 充放電制御機構 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （イ）産業上の利用分野 本発明はＮｉＣｄにッケルカドミウム）電池等のバッテ
リーを充電、或いは放電させる充放電制御機構に関する
。

（ロ）従来の技術 バッテリーを充電する充電装置については、例えば特開
昭５６−１１０４４６号公報（ＨＯ２Ｊ７／１０）等の
種々の文献に記載されている。

（ハ）発明が解決しようとする課題 ところで、ＮｉＣｄ電池はその特性上、浅い充放電を繰
り返すこと、換言すれば充電されたＮｌＣｄ電池を完全
に放電させない状態で満充電することを繰り返すことに
より、メモリー効果と呼ばれる電圧降下が発生する。

第５図はＮｉＣｄ電池を２０℃、ＩＡ定電流放電した場
合の放電特性を示している。一般に、カメラ一体型ＶＴ
Ｒ等の機器においては、第５図の実線■に示される通常
のＮｉＣｄ電池の放電特性上、使用終止電圧をあまり下
げることができない機器が多く、この結果上記メモリー
効果が生じた第５図の破線■で示す特性のＮｉＣｄ電池
を斯かる機器に使用した場合、その使用時間は正常なＮ
ｉＣｄ電池と比べて使用時間は大幅（△Ｔ）に短くなる
。

また、上記のような機器におけるＮ　ｉ　Ｃｄ！池の使
用終止電圧は、ＮｉＣｄ電池が完全放電したと見做され
る放電終止電圧よりも高くなっている場合が多く、これ
らの機器で使用されるＮｉＣｄ電池は、メモリー効果が
生じ易くなる。尚、完全放電電圧とは、その電圧まで放
電せしめればメモノー効果が生じない電圧を云う。

従って、本発明はこのようなメモリー効果によって、見
掛は上のバッテリーの容量の減少を解消することを課題
としている。

（ニ）課題を解決するための手段 本発明は、上記課題を解決すべく、バッテリーの充電に
先立って、バッテリーを完全放電電圧まで放電させる放
電手段を充電装置、或いはバッチツーによって駆動され
る電子機器の機器本体内に設けた。

（ホ）作用 上記の如く構成すれば、充電前にバッテリーは完全数を
電圧まで放電されるのでメモリー効果が生じない。また
、メモリー効果による電圧降下は１〜３回の完全充放電
で解決できるので、本発明の充放電制御機構を備える充
電装置等を使用すれば、メモリー効果が生じているバッ
テリーを正常な状態に戻すことができる。

（へ）実施例 以下、本発明の第一実施例について第１図及び第２図を
参照しつつ説明する。

第１図は本発明の充放電制御機構を備える充電装置のブ
ロック図を示しており、（１）は定電流電源（充電手段
）、（２）はＮｉＣｄ電池（バッチＪ−）、（３）は前
記定電流電源（１）とＮｉＣｄ電池（２）間に設けられ
、バッテリー（２）に定電流電源（１）からの電流の供
給または遮断を行なう充電スイッチ回路（充電手段）、
（４）はバッテリー（２）が満充電状態か否かの検出を
行ない、満充電状態になるとハイレベル信号を出力する
満充電検出回路（満充電検出手段）、（５）は誤動作に
より満充電後も過充電が続くことを防ぐための保護用タ
イマー回路、（６）は前記満充電検出回路（４）または
保護用タイマー回路（５）からのハイレベル信号が入力
されるＯＲ回路、（７）はバッテリー（２）の電圧を検
出するバッテリー電圧検出回路、（８）はバッテリー（
２）と放電用負荷抵抗（９）（放電手段）間に設けられ
、導通時にバッテリー（２）の電荷を前記抵抗（９）を
介して放電するための放電スイッチ回路（放電手段）　
、（１０）は充電スタートスイッチ、（１１）はモード
選択スイッチ（制御手段）、（１２）はマイクロコンピ
ュータ等から構成される充放電制御回路（制御手段）で
あって、該充放電制御回路（１２）は前記ＯＲ回路（６
）、バッテリー電圧検出回路（７）、充電スタートスイ
ッチ（８）及びモード選択スイッチ（１１）の入力にも
とづいて、充電スイッチ回路（３）及び放電スイッチ回
路（８）を制御する。

尚、満充電検出回路（４）は、第６図に示す様に、バッ
テリー（２）が満充電状態となる少し前に、充電電圧の
ピーク点（Ｃ）が現れ、ピーク点後は充電電圧が漸減す
る充電電圧特性に着目し、ピーク点における電圧を記憶
回路に記憶せしめ、漸減する電圧が、記憶回路に記憶さ
れている電圧より所定値（△■）以上降下した場合に、
満充電を検出する構成となっている。

次に第１図の充電装置の動作を充放電制御回路（１２）
の動作フローチャートを示す第２図を参照しつつ説明す
る。

バッテリー（２）が装着された状態で、充電スタートス
イッチ（１０）がオンかオフかの判断がなされる（ステ
ップ■）。充電スタートスイッチ（１０）がオフであれ
ば放電スイッチ回路（８）及び充電スイッチ回路（３）
をオフにしくステップ■）、初期状態に戻る。

充電スタートスイッチ（１０）がオンであればモード選
択スイッチ（１１）がオンかオフかの判断がなされる（
ステップ■）。モード選択スイッチ（１１）がオフであ
る第１のモードであれば、放電スイッチ回路（８）をオ
フ、充電スイッチ回路（３）をオンにし、バッテリー（
２）の充電を行なう（ステップ■）。

この第１のモードではステップ■に続いて、バッテリー
（２）が満充電状態か否かの判断が満充電検出回路（４
）の出力に基づいてなされ、満充電状態であればステッ
プ■の動作を行ない、満充電状態でなければ保護用タイ
マー（５）がオンかオフかの判［（ステップ■）が行な
われる。保護用タイマー（５）がオン、すなわちハイレ
ベル信号を出力しているとステップ■の動作がなされ、
保護用タイマー（５）がオフであると初期状態に戻る。

ステップ■においてモード選択スイッチ（１１）がオン
である第２のモードであれば、次に充電スイッチ回路（
３）がオンオフかの判断がなされる（ステップ■）。充
電スイッチ回路（３）がオンであればステップ■以下の
動作に移る。

このとき充電スイッチ回路（３）がオフであれば、バッ
テリー（２）の電圧がバッテリー電圧検出回路（７）で
検出されて、完全数ｉｔ圧である５■以上であるか否か
の判断がなされる（ステップ■）。

このステップ■でバッテリー（２）の電圧が５ｖ以下で
あると判断されるとステップ■以下の動作に移る。また
、ステップ■でバッテリー（２）の電圧が５■以上であ
ると判断されると放電スイッチ回路（８）をオンにせし
め（ステ・ｌプ■）、バッチＪ−（２）の電荷を抵抗（
９）を介して放電せしめる。そして、バッテリー（２）
の電圧が５ｖ以下になるとステップ■に移行する。

このように、バッテリー（２）が装着されて充電スター
トスイッチ（１０）がオンすると、モード選択スイッチ
（１１）がオンしていれば、放電スイッチ回路（８）が
オンし、抵抗（９）を介して放電される。

そして、バッテリー（２）は完全放電電圧（５■）にな
るまで放電すると、放電スイッチ回路（８）はオフにな
って放電が中止され、充電スイッチ回路（３）がオンし
、充電が開始される。また、充電スタート時、モード選
択スイッチ（１１）がオフしていれば放電することなく
、直ちに充電が開始される。

以上の通り、第１実施例の充電装置によれば、充電前に
バッテリー（２）を、過放電させることなく完全放電さ
せることができ、メモリー効果の発生を防止、或いは解
消することができる。また、バッテリー（２）の完全放
電は、充電に先立って常時行わなくてもよく、充電を早
く終了させる必要がある場合には、選択スイッチ（１１
）をオンとし、第２モードに設定することにより、即座
に充電を開始させ、充電の終了を早めることができる。

次に、本発明の第２実施例について第３図及び第４図を
参照しつつ説明する。第２実施例は、本発明の充放電制
御機構をカメラ一体型ＶＴＲに設けるものである。

第３図は第２実施例のブロック図、第４図は放電回路の
一例を示す図である。

図において、（２１）は機器本体（カメラ一体型ＶＴＲ
）に装着されているバッテリー、（２２）は機器本体の
回路負荷、（２３）はバッテリー（２１）の電圧を所定
の電圧に変換して回路負荷（２２）に供給するＤＣ／Ｄ
Ｃコンバーター、（２４）は回路負荷（２２）への電圧
の供給、遮断を切替えるべく、Ｄ　Ｃ／Ｄ　Ｃコンバー
ター（２３）のＯＮ１０　Ｆ　Ｆを切替えるパワースイ
ッチ、（２５）は、バッテリー（２１）の電圧の低下を
検出し、パワースイッチ（２４）とは独立にＤＣ／ＤＣ
コンバーター（２３）をＯＦＦさせる減電圧検出回路で
ある。（２６）は放電切替ＳＷ回路、（２７）は放電切
替ＳＷ回路（２６）のＱ　Ｎ１０　Ｆ　Ｆを切替える放
電スイッチ、（２８）は放電切替ＳＷ回路（２６）がＯ
Ｎの時、バッテリー（２１）を放電させる放電回路であ
る。放電スイッチ（２７）、放電切替ＳＷ回路（２６）
、放電回路（２８）により放電手段が構成されている。

次に上記構成の動作について説明する。

パワースイッチ（２４）により、Ｄ　Ｃ／’　Ｄ　Ｃコ
ンバーター（２３）がＯＮに切替えられている場合には
、バッテリー（２１）の電圧が、回路負荷（２２）に供
給される。供給される電圧が、機器本体の回路負荷（２
２）を駆動するのに必要な最低可動電圧より低下した場
合には、減電圧検出回路（２５）により検出され、Ｄ　
Ｃ／Ｄ　Ｃコンバーター（２３）はＯＦＦされ、回路負
荷（２２）への電圧の供給が遮断される。

また、放電スイッチ回路（２７）を操作することにより
放電切替ＳＷ回路（２６）をＯＮさせると、バソテリー
（２１）は、放電回路（２８）に接続される。放電回路
（２８）は、バッテリー（２１）の電圧が、最低可動電
圧よりも低い完全数ｉｔ圧に低下すＶまでバッテリー（
２１）を放電させ、また、電圧が完全放電電圧まで低下
すると、放電終了信号を導出し、バッテリー（２１）と
放電回路（２８）との接続が遮断される様に放電切替Ｓ
Ｗ開回路２６）をＯＦＦさせる。

以下に、放電回路（２８）の具体的な構成例を、第４図
を参照しつつ説明する。

図に示す放電回路は、Ｔｒ、、Ｔｒ８、Ｚ　Ｄ　１、Ｒ
＊、　Ｒｓ、　Ｃ＋より成る放電制限回路（３１）、Ｔ
ｒ３、ＬＥＤ、、Ｒ，、Ｒ，より成る表示及び放電終了
信号発生回路（３２）、及び放電用負荷抵抗（Ｒ１）よ
り構成されている。放電回路（２８）がバッテリー（２
１）に接続されると、放電用負荷抵抗（Ｒ４）による放
電が開始される。Ｔｒ、をＯＮさせるのに必要な電圧Ｖ
Ｉ１．と、ＺＤ、による電圧降下の和は、バッテリー（
２１）の完全放電電圧と等しく設定されており、バッテ
リー（２１）の電圧が完全放電電圧まで低下すると、Ｔ
ｒ、及びＴｒ、が０ＦＦＬ、放電用負荷抵抗（Ｒ４）に
よる放電は停止される。尚、本実施例では、完全数ｉｔ
圧は５．ＯＶとなっている。

また、Ｔｒ＋がＯＦＦすると、Ｔｒ、もＯＦＦとなり、
放電中点灯していたＬＥＤｌは消灯し、Ｔｒ、のコレク
タ部分から、放電切替ＳＷ開回路２６）に、ハイレベル
の放電終了信号が導出される。

尚、上記第２実施例において、パワースイッチ（２４）
と放電スイッチ（２７）の優先順位は、状況により、何
れを優先してもよいが、例えば、パワースイッチ（２４
）を優先する設定とした場合、パワースイッチ（２４）
がＯＮで、機器本体が動作中に、放電スイッチ（２７）
が操作されても、放電切替ＳＷ開回路２６）は０ＦＦＩ
、たままで受は付けない。また、放電中に、パワースイ
ッチ（２４）がＯＦＦからＯＮに切替えられた場合、放
電切替ＳＷ開回路２６）はＯＮからＯＦＦに切替わり、
放電は停止し、この時、バッテリー（２１）の電圧が、
最低駆動電圧以上であれば、Ｄ　Ｃ／Ｄ　Ｃコンバータ
（２３）がＯＮＬ、機器本体は動作を開始する。

上記第２実施例においては、バッテリー（２１）は、放
電用負荷抵抗（Ｒ１）により放電される構成としたが、
放電用負荷抵抗（Ｒ１）は、特に設けず、放電に回路負
荷（２２）を利用する構成としてもよい。

以上の通り、第２実施例の構成によれば、装着されてい
るバッテリー（２１）を、過放電させることなく完全放
電させることができ、バッテリー（２１）のメモリー効
果の発生を防止、或いは解消することができる。また、
放電はｍ器本体において為されるので、充電装置として
は、特に放電機構を備えるものを必要としない。さらに
、機器本体の使用終了後、放電を開始させ、完全放電電
圧まで放電させておけば、充電装置にバッテリー（２１
）を装着後、直ちに充電を開始することができる。

（ト）発明の効果 以上の通り本発明に依れば、充１４ｆｉＪにバッテリー
は完全放電されるのでメモリー効果が生じない。また、
メモリー効果により電圧降下が生じているバッテリーを
正常な状態に回復させることができるという効果がある
。

【図面の簡単な説明】

第１図及び第２図は第１実施例に係り、第１図は本発明
を実施した充電装置を示すブロック図、第２図はそれに
使用される充放電制御回路の動作フローチャートを示す
図である。第３図及び第４図は第２実施例に係り、第３
図は第２実施例のブロック図、第４図は放電回路の一例
を示す図である。第５図は、Ｎ１Ｃｄｔ池の放電特性を
示す図、第６図は充電電圧の変化の特性を示す図である
。 （１）・・・定電流電源（充電手段）　（２）・・・バ
ッテリー　（３）・・・充電ＳＷ回路（充電手段）　（
４）・・・満充電検出回路（満充電検出手段）　（８）
・・・放電ＳＷ回路（放電手段）　（９）・・・放電用
負荷抵抗（放電手段）　　（１１）・・・モード選択ス
イッチ（制御手段）　　（１２）・・・充放電制御回路
（制御手段）（２１）・・・バッテリー　（２２）・・
・回路負荷（機器本体内の回路）　　（２６）・・・放
電切替ＳＷ開回路放電手段）（２７）・・・放電スイッ
チ（放電手段）（２８）・・・放電回路 （放電手段）

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）バッテリーに充電電圧を供給する充電手段と、前
   記充電電圧の変化に基づき満充電状態を検出し、前記充
   電電圧の供給を停止させる満充電検出手段と、前記バッ
   テリーを完全放電電圧まで放電させる放電手段と、前記
   充電手段による充電に先立ち、前記放電手段による放電
   を選択的に行わせる制御手段とを備えることを特徴とす
   る充放電制御機構。
2. （２）最低可動電圧より低い完全放電電圧までバッテリ
   ーを放電させる放電手段を機器本体内に設けることを特
   徴とする充放電制御機構。
3. （３）前記放電手段は、前記機器本体内の回路を兼用す
   ることを特徴とする特許請求の範囲第２項に記載の充放
   電制御機構。